gia prodotta da fonti rinnovabili in loco.
Alla base della definizione di edificio ad energia quasi zero vi è la quantificazione delle prestazioni che l’edificio è in grado di raggiun-gere. E’ per questo motivo che l’energia prodotta e a disposizione dell’abitazione viene calcolata al fine di verificare il rispetto dei re-quisiti che ci permettono di identificare un edificio come nZEB; in particolare si fa riferimento alla misurazione dell’energia impiegata per i servizi di riscaldamento, raffrescamento e produzione di ac-qua calda sanitaria. Caratteristica tipica degli edifici nZEB è la loro possibilità di scambiare energia con più reti di distribuzione, quali ad esempio la rete del teleriscaldamento o quella elettrica. Si inserisco-no in questa modalità di scambio di risorse anche le quote di surplus energetico prodotte da fonte rinnovabile che possono, infatti, a loro volta essere cedute ai sistemi di distribuzione con i quali l’abitazione è collegata, bilanciando e talvolta compensando l’energia derivante dall’impiego di combustibili fossili. Come precedentemente accen-nato, un edificio ad energia quasi zero deve dunque poter soddisfa-re determinati soddisfa-requisiti tecnici in termini di:
• Isolamento termico dell’involucro edilizio
• Rispetto di regole stringenti sugli impianti termici
Più specificamente, tenendo conto di quanto espresso nel D.M. 26 giugno 2015 (D.M. requisiti minimi), un edificio nZEB, di nuova costru-zione o esistente, può definirsi tale quando sono contemporanea-mente rispettati:
“ • Tutti i requisiti previsti dalla lettera b), del comma 2, del para-grafo 3.3 del decreto requisiti minimi, determinati con i valori vi-genti dal 1° gennaio 2019 per gli edifici pubblici e dal 1° gennaio 2021 per tutti gli altri edifici
• Gli obblighi di integrazione delle fonti rinnovabili nel rispetto dei principi minimi di cui all’Allegato 3, paragrafo 1, lettera c), del decreto rinnovabili “ 7
Inoltre, la presente definizione di nZEB, concede ad ogni stato una certa autonomia nell’individuazione degli elementi che contribui-scono alla realizzazione di un edificio ad energia quasi zero. Questa possibilità ha permesso in questo modo di non tralasciare quelle che sono le peculiarità locali. Molti studi hanno messo in luce una con-dizione di grande eterogeneità in ambito europeo, in termini di pa-norama edilizio e di condizioni ambientali, da tenere in stretta consi-derazione quando si parla di nZEB. Ciò che si evince dalle politiche e dalle strategie oggi messe in atto dagli stati membri dell’Unione Europea, è sicuramente la volontà di raggiungere risultati positivi in termini di riduzione dei consumi energetici, attraverso l’applicazione di specifici target e in relazione a condizioni climatiche differenti.
Dunque, si rende necessario attuare strategie che si dimostrino flessi-bili a seconda della localizzazione geografica di un intervento piutto-sto che di un altro, che tengano fortemente in considerazione le ca-ratteristiche locali e territoriali. Inoltre, è opportuno identificare quelle condizioni in grado di veicolare una scelta progettuale verso una visione nZEB. Si pensi, ad esempio a come individuare le tipologie edilizie, a scala europea, plausibilmente, ponendo una distinzione fra nuovo costruito e ristrutturazione e le problematiche che le diver-se situazioni portano con sé, classificando e trattando diver-se possibile gli edifici in base alla loro destinazione d’uso, pubblica o privata o ancora, specificando l’entità della domanda di energia o di produ-zione di energia.
7 Decreto ministeriale del 26 giugno 2015.
“Adeguamento del decreto del Ministro dello sviluppo eco-nomico, 26 giugno 2009 - Linee guida nazionali per la certi-ficazione energetica degli edifici”.
Viene citato integralmente un estratto da:
Decreto Ministeriale 26 giugno 2015
“Adeguamento del decreto del Ministro dello sviluppo economico, 26 giugno 2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energe-tica degli edifici”
3.1
Implicazioni eco-nomiche nella costruzione di edifici nZEB In seguito all’emanazione della Direttiva EPBD recast, la maggior
par-te degli stati membri ha stabilito i requisiti minimi per raggiungere il livello nZEB di edifici nuovi ed esistenti. La Direttiva ha anche introdotto una metodologia cost-optimal come principio guida per stabilire i requisiti energetici degli edifici, in modo tale che le opzioni di proget-tazione nZEB comportino il minor costo globale durante il ciclo di vita stimato degli edifici. (riformulare testo)
I dati estrapolati dal V Rapporto sull’Efficienza Energetica (RAEE) di ENEA, ci restituiscono quella che è l’attuale situazione del settore edi-lizio nazionale attraverso un’accurata analisi dei costi correlati alla costruzione di edifici nZEB.
Nello specifico, grazie all’attuazione del Piano d’azione PANZEB che ha introdotto strategie di diffusione degli edifici ad energia quasi zero, è stato possibile delineare i presunti costi aggiuntivi per la costruzione (di cui è possibile leggerne la stima nel grafico sottostante) o riqualifi-cazione di questa tipologia edilizia, coerentemente con le caratteri-stiche geografiche e morfologiche in cui si va ad intervenire.
Ufficio zona climatica B Ufficio zona climatica E Condominio zona climatica B Condominio zona climatica E Edificio monofamiliare zona climatica B
Edificio monofamiliare zona climatica E
0 20 40 60 80 100
Involucro Impianti
Figura 7 Rappresentazione dei
costi aggiuntivi (€/m2) per realizzare un nuovo edificio nZEB.
Rielaborazione personale.
7
La situazione complessiva, per quanto ci è stato riportato dagli studi condotti da ENEA, è quella di un settore edilizio pronto ad adottare nuove strategie e tecniche di efficientamento sebbene siano anco-ra pochi i casi d’applicazione. Questo particolare anco-rallentamento è causato principalmente dal costo delle nuove tecnologie rispetto a quello delle più tradizionali tecniche edilizie. Nonostante quest’ultima considerazione possa apparire scoraggiante c’è da dire che è già piuttosto affermata una componente di rinnovo nel mercato edilizio, caratterizzata da tutta quella sfera dell’impiantistica funzionale all’ef-ficienza energetica, alle nuove modalità di gestione del processo costruttivo qual è ad esempio il “facility menagement” e la visione sempre più integrata fra fase costruttiva e d’utilizzo dell’edificio. Tali strategie trovano la loro applicazione attraverso l’utilizzo di nuovi pro-cessi, primo fra tutti l’utilizzo della metodologia BIM, la propensione verso costruzioni fondate sui principi di prefabbricazione e in ultimo l’analisi dei processi relativi all’edificio a partire dalle fasi di progetto e cantierizzazione, rese sempre meno impattanti a fronte del bilan-cio energetico condotto sull’intero ciclo vita del manufatto edilizio.
L’efficienza energetica è dunque la strada migliore da percorrere in questo momento, in quanto catalizzatrice di sconti fiscali e sovven-zioni a suo favore che incrementano gli investimenti nel settore edi-lizio. Investire in operazioni di riqualificazione energetica o di nuova costruzione ad energia quasi zero ci condurrà ad ottenere notevoli risultati ed ingenti risparmi energetici che equipareranno gli obiettivi prefissati al 2020.
Figura 8
Risparmio energetico atteso al 2020 per tipologia di edificio.
Fonte: Ministero dello sviluppo economico.
8
3.2
Gli nZEB in Italia:
strumenti e pro-spettive
Fra tutti gli stati membri, l’Italia ricopre una buona posizione in termini di recepimento della direttiva EPBD del 2010, in cui è previsto il rispet-to dei requisiti minimi di prestazione energetica e l’inclusione di ulte-riori indici, confrontabili con i valori limite dell’edificio di riferimento.
Oggi giorno, risultano sempre più importanti le operazioni di monito-raggio sulle prestazioni degli edifici NZEB, esse consentono di definire quelle che sono le politiche e le proposte in grado di delineare il pa-norama edilizio odierno, pubblico e privato.
Dalle prime statistiche ottenute da uno studio condotto nel 2017 da ENEA, consultando i dati degli edifici NZEB con certificazione APE, co-struiti fra il 2016 e il 2017, è emerso che si tratta di circa 600 edifici, per lo più di nuova costruzione, realizzati seguendo gli standard del decreto del 2015. Tali costruzioni, inoltre, sono caratterizzate da un buon isolamento dell’involucro, sono provviste di pompe di calore ed impianto fotovoltaico, o di caldaia a condensazione ed impianto solare per la produzione di acs; circa la metà di esse utilizza la ven-tilazione meccanica controllata e solo un a minima percentuale di edifici fa affidamento all’utilizzo di biomasse, avendo solo i servizi di riscaldamento e acs. Inoltre, impianti di monitoraggio e regolazione sono stati rilevati nell’analisi di un campione più ristretto di edifici NZEB, forniti ad ENEA direttamente da proprietari e progettisti.
Ciò che appare ancora oggi, un tema da approfondire, è la proble-matica relativa ai costi della costruzione di un edificio NZEB. Alla base del problema, vi è un errato approccio all’analisi dei costi, in quanto pare essere assente una metodologia di stima dei costi, tarata sull’in-tero ciclo vita dell’edificio. Questa è la ragione per cui i costi iniziali risultano molto alti, e i tempi di ritorno dell’investimento iniziale molto lunghi. Nel caso del panorama italiano, si distinguono in particolare due progetti “Horizon 2020” con il preciso scopo di abbassare i costi nella costruzione di edifici ad energia quasi zero.
Si tratta del progetto “CONZEBs” (Solution sets for the Cost reduction
of new Nearly Zero-Energy Buildings), finalizzato alla presentazione di un set di soluzioni costruttive per edifici plurifamiliari con un costo con-tenuto, e “A-ZEB” che mirerà a documentare i vantaggi perseguibili adottando strategie di riqualificazione energetica.
Dai primi dati ottenuti dal progetto “A-ZEB” si evince che i costi rela-tivi alla fase costruttiva pesano maggiormente rispetto a quelli della fase di pieno funzionamento e attività dell’edificio. Le spese in fase di realizzazione, infatti, sono circa il 70% e i costi energetici della fase operativa equivalgono al 17% del costo complessivo dell’edificio nel corso della sua vita utile; dunque, al contrario di quanto possibile per edifici tradizionali, nel caso degli nZEB, i costi iniziali per la costruzione non possono essere confrontabili con quelli della fase operativa.
Per definire un quadro più chiaro si è proceduto alla stima dell’ex-tra-costo che si presenta al momento della costruzione di un nZEB.
Ovviamente, il calcolo di tale costo è eseguito sulla base di precisi parametri di costo coinvolti; inoltre, va specificato che quest’ultimi non considerano eventuali limitazioni nelle scelte progettuali come ad esempio un’impossibilità di integrazione dell’impianto solare ter-mico. Dalle stime condotte dal Ministero dello Sviluppo economico si evince che il sovra costo nel settore residenziale è dato in prevalenza dalla componente impiantistica o dai sistemi di coibentazione della struttura. In ultima analisi va sottolineato che le attuali strategie di ef-ficienza energetica sono il risultato di operazioni di ottimizzazione dei costi in relazione ai consumi 8 (Regolamento delegato N.244/2012).
Per cui spesso i tentativi di superamento dei requisiti richiesti per la costruzione di nZEB implica un aumento dei costi di realizzazione che difficilmente riescono ad essere recuperati in termini di risparmio energetico nella fase operativa. Tali condizioni possono essere at-tualmente ponderate e bilanciate con la promozione di campagne d’incentivazione che permettono lo sviluppo dell’edilizia nZEB nell’at-tesa di nuovi scenari di mercato favorevoli.
8 https://www.mise.
gov.it/images/stories/
documenti/PANZEB.
3.3
L’edificio di riferimento L’edificio di riferimento è un edificio ideale dal punto di vista delle
ca-ratteristiche energetiche, al quale l’edificio reale fa riferimento.
Secondo quanto indicato nel decreto attuativo D. M. 26 giugno 2015, esso viene preso in considerazione per la determinazione del calcolo e dei consumi energetici e l’assegnazione della classe energetica.
“Questo è un edificio ideale che ha la stessa geometria (forma, su-perfici calpestabili, susu-perfici degli elementi disperdenti) ubicazione ed orientamento dell’edifico reale ma avente caratteristiche ter-mo-fisiche e parametri energetici predeterminati in funzione della zona climatica e del periodo considerato (2015-2018 e 2019.2021).
Con edificio di riferimento si intende quindi un edificio avente un fab-bricato di riferimento e degli impianti tecnici di riferimento.”
Dunque, la valutazione delle performance energetiche di un edificio è fondata sul confronto diretto con l’edificio di riferimento.
E’ richiesto, inoltre, che gli indici EPH,nd, EPC,nd, ed EPgl,tot, risultino inferiori ai corrispettivi valori dell’edificio di riferimento, EPH,nd,limite, EPC,nd,limite, ed EPgl,tot,limite, come espresso nel decreto.
In caso si analizzi un nuovo edificio o uno in ristrutturazione, i requisiti minimi sono definiti attraverso il confronto con l’edificio di riferimento, in base alla tipologia costruttiva e alla relativa classe climatica.
L’edificio di riferimento è, perciò, definito da precisi attributi costruttivi, desumibili dalle seguenti tabelle.
Figura 9 Confronto con l’edifi-cio di riferimento.
Fonte: http://Nuova_
Classificazione_Ener-getica.
9
Zona climatica U (W/m2K) A e B
C D E F
2015 (1) 2019/2021 (2) 0,45
0,38 0,34 0,30 0,28
0,43 0,34 0,29 0,26 0,24
Zona climatica U (W/m2K) A e B
C D E F
2015 (1) 2019/2021 (2) 0,38
0,36 0,30 0,25 0,23
0,35 0,33 0,26 0,22 0,20
Zona climatica U (W/m2K) A e B
C D E F
2015 (1) 2019/2021 (2) 0,46
0,40 0,32 0,30 0,28
0,44 0,38 0,29 0,26 0,24
• PARAMETRI RELATIVI AL FABBRICATO:
Nelle tabelle sottostanti sono indicati i valori relativi alle trasmittanze di riferimento delle strutture che compongono l’involucro e che ten-gono conto dell’incidenza del ponte termico. Tali valori sono utilizzati nel calcolo delle prestazioni energetiche dell’edificio e vengono ri-portate in relazione alla loro entrata in vigore, ovvero rispettivamente il 1° ottobre 2015 e il 1° gennaio 2019, mentre per gli edifici a carat-tere pubblico tali valori acquisiranno validità a partire dal 1° gennaio 2021.
Tabella 1
Trasmittanza termica U delle strutture opa-che verticali, verso l’esterno, gli ambienti non climatizzati o contro terra.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
Tabella 2
Trasmittanza termi-ca U delle strutture opache orizzontali o inclinate di coper-tura, verso l’esterno e gli ambienti non climatizzati.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
Tabella 3
Trasmittanza termica U delle opache oriz-zontali di pavimento, verso l’esterno, gli ambienti non clima-tizzati o contro terra.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
1
2
3
Zona climatica U (W/m2K) A e B
C D E F
2015 (1) 2019/2021 (2) 3,20
2,40 2,00 1,80 1,50
3,00 2,20 1,80 1,40 1,10
Zona climatica U (W/m2K) Tutte le zone
2015 (1) 2019/2021 (2)
0,8 0,8
Zona climatica ggl+sh
Tutte le zone
2015 (1) 2019/2021 (2)
0,35 0,35
Tabella 4 Trasmittanza termi-ca U delle chiusure tecniche trasparenti e opache e dei cassonetti,
compren-sivi degli infissi, verso l’esterno e verso am-bienti non climatizzati.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
Tabella 5 Trasmittanza termi-ca U delle strutture opache verticali e orizzontali di
sepa-razione tra edifici o unità immobiliari confinanti.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
Tabella 6 Valore del fattore di
trasmissione sola-re totale ggl+sh per componenti finestrati con orientamento da Est a Ovest passando per Sud.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
4
5
6
• PARAMETRI RELATIVI AGLI IMPIANTI TECNICI:
Di seguito sono riportati i parametri relativi agli impianti tecnici dell’e-dificio di riferimento, in quanto esso si considera dotato degli stessi impianti di produzione di energia dell’edifico reale, e la metodologia per la determinazione dell’energia primaria. In assenza del servizio energetico nell’edificio reale non si considera fabbisogno di energia primaria per quel servizio.
Sottosistemi di generazione:
Produzione di energia termica
H C W
Produzione di energia elettrica in
situ
- Generatore a combustibile liquido
- Generatore a combustibile gassoso
- Generatore a combustibile solido
- Generatore a biomassa solida
- Generatore a biomassa liquida
- Pompa di calore a compressione di vapore con motore elettrico
- Macchina frigorifera a compressione di vapore a motore elettrico
- Pompa di calore ad assorbimento
- Macchina frigorifera a fiamma indiretta
- Macchina frigorifera a fiamma diretta
- Pompa di calore a compressione di vapore a motore endotermico
- Cogeneratore
- Riscaldamento con resistenza termica
- Teleriscaldamento
- Teleraffrescamento
- Solare termico
- Solare fotovoltaico
- Mini eolico e mini idroelettrico
0,82 0,95 0,72 0,72 0,82 3,00
-1,20
-1,15 0,55 1,00 0,97 -0,3
-0,97
-1,00 0,60 0,60 · ngn
(**)
1,10 -2,50
0,75 0,65 0,70 0,85 0,80
(*) (*)
-1,05
-2,50
0,55
0,3
0,1 (**) 0,25
-NOTA: Per i combustibili tutti i dati fanno riferimento al potere calorifero inferiore (*) Per pompe di calore che prevedono la funzione di raffrescamento si considera lo stesso valore delle macchine frigorifere della stessa tipologie
(**) Si assume l’efficienza media del sistema installato nell’edificio reale Tabella 7
Efficienze medie ηgn dei sottosistemi di generazione dell’e-dificio di riferimento per la produzione di energia termica per i servizi di H, C, W e per la produzione di energia elettrica in situ.
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
7
• ALTRI PARAMETRI PER LE VERIFICHE DI LEGGE:
Coefficiente medio globale di scambio termico
1. Per la verifica si calcola il coefficiente medio globale di scambio termico H’T come:
H’T = Htr,adj / ∑k Ak
Htr,adj è il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione dell’involucro calcolato con la UNI/TS 11300-1 (W/K);
Ak è la superficie del k-esimo componente (opaco o trasparente) che costituisce l’involucro (m2).
2. Il valore di H’T deve essere inferiore al valore massimo ammissibile in base alla zona climatica e al rapporto S/V.
Rapporto di forma Zona climatica
0,7> S/V ≥0,4 0,4> S/V
A e B 0,58 0,63 0,80
0,53 0,58 0,80
C D E F
0,55 0,60 0,80
0,50 0,55 0,75
0,48 0,53 0,70 S/V ≥0,7
Numero riga
1 2 3
Rapporto di forma Zona climatica A e B
0,73 0,68
C D E F
0,70 0,65 0,62
Ampliamenti e ristrutturazioni importanti di secondo livello per tutte le tipologie edilizie
Numero riga
4
[(W/m2)·K]
8
Tabella 8 Valore massimo ammissibile del co-efficiente globale di scambio termico H’T
[(W/m2)·K]
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
Area solare equivalente estiva
1. Si calcola l’area equivalente estiva Asol,est dell’edificio come sommatoria delle aree equivalenti estive di ogni componente vetra-to k:
Asol,est = ∑k Fsh,ob· ggl+sh· (1 – FF) × Aw,p × Fsol,est [m2]
Dove:
Fsh,ob è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per l’area di captazione solare effettiva della superficie vetra-ta k–esima, riferito al mese di luglio; ggl+sh è la trasmittanza di energia solare totale della finestra calcolata nel mese di luglio, quando la schermatura solare è utilizzata; FF è la frazione di area relativa al te-laio, rapporto tra l’area proiettata del telaio e l’area proiettata totale del componente finestrato;
Aw,p è l’area proiettata totale del componente vetrato (area del vano finestra);
Fsol,est è il fattore di correzione per l’irraggiamento incidente, ricavato come rapporto tra l’irradianza media nel mese di luglio, nella località e sull’esposizione considerata, e l’irradianza media annuale di Roma, sul piano orizzontale.
2. Il valore di Asol,est rapportato all’area della superficie utile deve essere inferiore al valore massimo ammissibile riportato in tabella.
Categoria edificio Tutte le zone climatiche
Tutti gli altri edifici
≤ 0,030 #
1
2
Categoria E.1 fatta eccezione per collegi, conventi, case di pena, caserme nonchè per la categoria E.1 (3)
≤ 0,040 Tabella 9
Valore massimo am-missibile del rapporto tra area solare equi-valente estiva dei componenti finestrati e l’area della superfi-cie utile Asol,est/Asup utile (-).
Appendice A del D.M. 26/05/2015.
9
Indici di prestazione termica utile per i servizi di riscaldamento e raffrescamento e indice totale dell’edificio, tali valori devono esse-re inferiroi ai corrispondenti limiti esse-relativi all’edificio di riferimento:
EPH,nd <EPH,nd, limite
EPc,nd <EPc,nd, limite
EPgl,tot <EPgl,tot, limite
Efficienza media stagionale degli impianti di climatizzazione in-vernale ed estiva e di produzione di acqua calda sanitaria con valori maggiori di quelli relativi all’edificio di riferimento:
ηH > ηH,limite ηC > ηC,limite ηW > ηW,limite
Poter valutare l’efficienza energetica e dunque le prestazioni degli edifici è ormai un’operazione essenziale che si inserisce all’interno delle dinamiche di pianificazione territoriale, sia a scala nazionale che internazionale. Certificare il livello energetico di un manufatto